關(guān)于垃圾焚燒爐結(jié)焦原因分析

1、垃圾焚燒爐結(jié)焦積灰結(jié)焦機(jī)理結(jié)焦預(yù)防1 目前公司兩臺(tái)300t/d,24.7t/h 日立造船垃圾焚燒爐運(yùn)行結(jié)焦現(xiàn)狀自 2015年4月 1日投運(yùn)以來(lái)，機(jī)組運(yùn)行經(jīng)歷一段不穩(wěn)定期，經(jīng)過(guò)對(duì)各重要 輔機(jī)設(shè)備進(jìn)行一番整改后， 在2015年8月1日#1、#2鍋爐逐步進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期， 經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行時(shí)間，目前 #1、#2 垃圾焚燒爐結(jié)焦問(wèn)題初步顯現(xiàn)，已經(jīng)影響 鍋爐運(yùn)行效率和運(yùn)行周期。 并且隨著其他輔助設(shè)備逐步的趨于完善， 機(jī)組逐步的 趨于更加穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)焦問(wèn)題就顯的更為突出。2 影響結(jié)焦的因素2.1垃圾的灰渣的熔點(diǎn)特性垃圾焚燒后灰燼的化學(xué)基本組成如下【1】：I化學(xué)成分 Si02A1203Fe203CaO'

2、;MgoK20Na2 08aOCr203PbOS03CH20 其他I含量 4 3.68.767.2913.117.'74t1.633.92O.08O.062O.29n8 91.662.257.1由于垃圾的組成成份復(fù)雜， 灰渣在管壁上沉積存在兩個(gè)不同的過(guò)程： 一個(gè)為 初始沉積層的形成過(guò)程， 初始沉積層為化學(xué)活性高的薄灰層， 它是由尺寸十分小 的灰顆粒組成。主要是由揮發(fā)性灰組分在水冷壁上冷凝和微小顆粒的熱遷移沉積共同作用 而形成，由于粘附以及與管子的化學(xué)反應(yīng)而生成的非常牢固的覆蓋層。 初始沉積 層中堿金屬類(lèi)和堿土金屬類(lèi)硫酸鹽含量較高， 這些微小的顆粒附著在爐壁上。 初 始沉積層具有良好的絕

3、熱性能， 它的形成使管壁外表面溫度升高。 另一個(gè)沉積過(guò) 程為較大灰粒在慣性力作用下沖擊到管壁的初始沉積層上， 當(dāng)初始沉積層具有粘 性時(shí)，它捕獲慣性力輸運(yùn)的的灰顆粒， 并使渣層厚度迅速增加。 由于初始沉積層 主要是由揮發(fā)分灰組分的冷凝及微小顆粒的熱遷移而引起， 在實(shí)際運(yùn)行中很難防 止初始沉積層的形成。 造成爐內(nèi)結(jié)渣迅速增加， 并對(duì)鍋爐安全運(yùn)行構(gòu)成威脅的主 要因素是慣性沉積。 由慣性輸送的灰粒在初始沉積層上的粘接除與初始層的性質(zhì) 有關(guān)外， 還與撞擊灰粒的溫度高底有關(guān)， 當(dāng)撞擊灰粒的溫度很高， 呈熔融狀液態(tài) 時(shí)，很容易發(fā)生粘接，使結(jié)渣過(guò)程加劇。灰渣層的厚度通常是不均勻的，它與爐 膛的結(jié)構(gòu)、燃燒中心位

4、置、 空氣動(dòng)力特性、爐膛溫度特性及燃料的物理化學(xué)性質(zhì) 有關(guān)。在爐膛的不同位置，灰渣的厚度和結(jié)構(gòu)將有很大的差別。垃圾焚燒與一般燃料燃燒相比，垃圾發(fā)熱值低而含水量高，質(zhì)地相當(dāng)?shù)土樱?焚燒過(guò)程極為復(fù)雜，氣、液、固體多項(xiàng)反應(yīng)混合發(fā)展，多孔介質(zhì)中的傳遞、同相 和異相間傳遞交互發(fā)生， 并受晶界過(guò)程、 電化學(xué)過(guò)程和應(yīng)力演變過(guò)程等多重因素 的影響；另外，由于垃圾形狀不均，質(zhì)量隨季節(jié)、年代和地區(qū)而變化，相應(yīng)的熱 值變化幅度較大， 結(jié)果焚燒過(guò)程中煙氣溫度和成分波動(dòng)也很大。 所以，垃圾焚燒 環(huán)境中發(fā)生的結(jié)渣比一般燃料燃燒過(guò)程中更復(fù)雜。 在垃圾飛灰的實(shí)際的灰熔融特 性來(lái)看，其變形、軟化、熔融溫度明顯低于粉煤灰的溫度，

5、基本上在1 0 5 0 C 時(shí)發(fā)生軟化，較煤灰低約200C,且試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此三個(gè)溫度點(diǎn)差距不大或不明顯 分界?？梢哉f(shuō)垃圾本身的固有特性，決定了垃圾焚燒爐易于結(jié)焦的特點(diǎn)。22垃圾焚燒運(yùn)行爐膛溫度的影響在鍋爐投入運(yùn)行的前期， 由于缺乏垃圾焚燒爐的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)， 為保證煙氣的二惡英充分分解，也為了鍋爐更高的負(fù)荷，在運(yùn)行中鍋爐的爐膛溫度2S基本上都 控制在1 0 0 0 C左右，溫度高時(shí)甚至達(dá) 11OOC，火焰中心的溫度將較之更高， 飛灰可能早已得到軟化、 甚至熔融溫度， 為鍋爐的結(jié)焦留下隱患， 也是主要因素 之一。在后期運(yùn)行中， 雖然對(duì)爐膛溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制， 但在爐膛控制溫度過(guò)程 中，由于溫度測(cè)點(diǎn)掛焦、掛

6、灰原因，溫度測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確性存在一定的偏差，在同一 爐膛的同一截面上的兩支溫度測(cè)點(diǎn)在正常情況下，其溫度差理論上不應(yīng)超過(guò)5 0C,而在實(shí)際運(yùn)行中遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)此值， 甚至超過(guò)1 00C以上，測(cè)量溫度的熱電 偶（測(cè)量值0-1200C）損壞比較頻繁，可判斷煙氣溫度測(cè)點(diǎn)不可靠，在實(shí)際運(yùn) 行中有可能沒(méi)有達(dá)到實(shí)際想要達(dá)到的效果。2.3鍋爐結(jié)構(gòu)上的影響為了保證低熱值的垃圾更易著火燃燒，在設(shè)計(jì)上焚燒爐采用絕熱燃燒形式， 除了設(shè)計(jì)了對(duì)爐墻作必要的保護(hù)之用的爐墻冷卻風(fēng)， 在焚燒爐上未設(shè)計(jì)任何受熱 面。同時(shí)為了對(duì)煙氣進(jìn)行合理的導(dǎo)向 （相當(dāng)于煤粉爐的折焰角） 和對(duì)新人爐垃圾 更有效的進(jìn)行烘干干燥， 在焚燒爐的煙氣出口設(shè)計(jì)了前后

7、拱， 故此在焚燒爐出口 形成一個(gè)類(lèi)似于冷灰斗的結(jié)構(gòu)， 所以一方面在鍋爐運(yùn)行時(shí) （額定負(fù)荷） 鍋爐的全 部熱負(fù)荷都通過(guò)此處送向余熱鍋爐， 故此在此喉部截面熱負(fù)荷達(dá)最大值，另一 方面，焚燒爐煙氣經(jīng)過(guò)喉部后進(jìn)行擴(kuò)壓， 煙氣從焚燒爐膛中出來(lái)氣速度降低， 煙 氣中部分粉塵分離沉積下來(lái)， 多數(shù)是沿著爐墻壁向下流動(dòng)， 由于前拱的角度存在 使得粉塵向下流動(dòng)存在較大的阻力而滯留在前拱壁上粘結(jié)、 熔融、再粘結(jié)新的粉 塵，里層的粉塵再冷卻凝固， 由于垃圾焚燒爐燃燒不穩(wěn)定的特點(diǎn)， 在鍋爐負(fù)荷不 穩(wěn)的情況下，更易交替結(jié)成片層狀的焦塊，當(dāng)高負(fù)荷、高煙溫時(shí)，疏松的焦塊還 可能深度熔融狀態(tài)， 在自身重力的作用下脫落或當(dāng)爐膛溫

8、度再二次下降時(shí)再次凝 結(jié)成更堅(jiān)固密實(shí)的焦塊。此外二、三煙道灰斗中的飛灰返回到爐膛中， 在一次風(fēng)的攜帶下， 再次進(jìn)入 煙氣中，增加煙氣的粉塵量。2.4鍋爐運(yùn)行中的配風(fēng)上的影響在前期鍋爐運(yùn)行中缺乏一定的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，尤其是在煙氣氧量的控制上。在運(yùn) 行中送風(fēng)量明顯小于鍋爐運(yùn)行所需量， 二次風(fēng)機(jī)未投入運(yùn)行，從后來(lái)煙氣測(cè)試的 co含量偏高，便可見(jiàn)一斑。由于在燃燒缺氧狀態(tài)下，供氧不充分，處于還原或 半還原氣氛中，使得無(wú)機(jī)物灰渣熔點(diǎn)更為降低，而達(dá)到熔融狀態(tài)，同時(shí)缺氧燃燒 過(guò)程中，尤其是二次風(fēng)機(jī)未投入運(yùn)行，垃圾中部分未燃燼的顆粒也易于經(jīng)過(guò)焚燒 爐出口后，由于重量大而沉積下來(lái)回到喉部上方而結(jié)渣、結(jié)焦。此外二次風(fēng)不投

9、入運(yùn)行，不能在焚燒爐出口喉部產(chǎn)生擾動(dòng)作用，增加飛灰在喉部沉積的效果。3 避免和減緩鍋爐結(jié)焦的對(duì)策3.1。從鍋爐結(jié)構(gòu)改造上將鍋爐運(yùn)行中在二、三煙道分離的飛灰改道至撈渣機(jī)，或在條件滿足的情況 下，直接改道至渣池，減少二、三煙道在運(yùn)行中分離的飛灰在焚燒爐中二次飛揚(yáng)， 在一、二、三煙道和焚燒爐膛中循環(huán)，增加煙氣中的粉塵含量，既增加焚燒爐出 口的結(jié)焦機(jī)率，又增加二、三煙道的堵灰的可能性。3.2從鍋爐設(shè)備維護(hù)上保證鍋爐溫度的準(zhǔn)確性和溫度變化滯后性。影響結(jié)焦的主要因素之一的垃圾 灰份低熔點(diǎn)的特點(diǎn)是無(wú)法改變的，唯一能改變的是鍋爐爐膛出口溫度，所以爐膛 溫度的準(zhǔn)確與否是至關(guān)重要的，所以在每次停爐后，應(yīng)對(duì)各個(gè)溫度

10、測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢查， 徹底的清理測(cè)點(diǎn)上的掛灰、掛焦，對(duì)損壞的溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)更換，為運(yùn)行控制 提供有力的保證，此外在鍋爐連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)溫度測(cè)點(diǎn)異常時(shí) 也應(yīng)及時(shí)聯(lián)系檢修進(jìn)行清理和更換。 避免目前溫度測(cè)點(diǎn)掛灰、掛焦嚴(yán)重，甚至測(cè) 點(diǎn)嚴(yán)重彎曲的現(xiàn)象保證余熱鍋爐受熱面清潔度，降低焚燒爐的熱負(fù)荷。在目前由鍋爐的過(guò)熱器 和省煤器的蒸汽吹灰裝置吹灰效果不是很理想， 運(yùn)行周期沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。在鍋爐 的效率下降后，在鍋爐運(yùn)行中，為了保證余熱鍋爐的出力不變，勢(shì)必要提高焚燒 爐的出力，增加焚燒爐的熱負(fù)荷，提高爐溫使焚燒爐內(nèi)的單位容積熱負(fù)荷和爐膛 出口單位截面熱負(fù)荷增加，增加飛灰熔融的可能性，同時(shí)鍋爐的熱負(fù)荷增

11、加又導(dǎo) 致一次風(fēng)運(yùn)行風(fēng)量應(yīng)該有所提高。 風(fēng)量的增加提高了一次風(fēng)攜帶飛灰的能力， 造 成更多的飛灰?guī)撕蟛康臒煹乐校?在第一煙道增加結(jié)焦的機(jī)率，在第二、三煙道 增加堵灰量和堵灰次數(shù)。在鍋爐停運(yùn)后，可以看鍋爐結(jié)焦上移，如有上移，可能 與鍋爐送風(fēng)量和焚燒爐的熱負(fù)荷增加有關(guān)。每次鍋爐積灰、結(jié)焦的清理力求徹底。將鍋爐結(jié)焦和積灰的爐壁盡可能的清 理到原先的光潔度，如果爐壁結(jié)焦后清理不徹底，在鍋爐再次投入運(yùn)行后，粗糙 的壁面容易掛灰結(jié)焦，根據(jù)鍋爐結(jié)焦機(jī)理，鍋爐再次結(jié)焦的速度將大為增加。3.3從鍋爐運(yùn)行調(diào)整上控制好爐膛溫度。從鍋爐結(jié)焦機(jī)理，還是從兄弟單位有垃圾焚燒爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) 來(lái)看，溫度對(duì)鍋爐結(jié)焦起到至關(guān)重要的

12、作用， 控制爐膛2S處的溫度在8 5 0 950C之間，并且盡可能的靠近850C。 在理論上，二惡英在750C時(shí)便 能分解，8 5 0 C是二惡英是完全分解的保證值，所以不必將爐膛溫度控制更高?？刂坪梅贌隣t的熱負(fù)荷。盡可能的控制好焚燒爐的熱負(fù)荷，堅(jiān)決不超負(fù)荷運(yùn) 行，超過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行勢(shì)必導(dǎo)致?tīng)t膛內(nèi)的熱負(fù)荷超標(biāo)， 易使飛灰的達(dá)到熔融狀態(tài)， 在煙氣的攜帶下附著到爐膛的壁面而積灰結(jié)焦。合理的配比一、二次風(fēng)量。正常情況下用一次風(fēng)量控制鍋爐的負(fù)荷，降低 一次風(fēng)量的目的主要是控制一次風(fēng)速， 減少煙氣中飛灰的攜帶量，降低積灰結(jié)焦 的影響因素；余熱爐出現(xiàn)的二、三煙道頻繁堵灰現(xiàn)象可能與一次風(fēng)機(jī)過(guò)大有關(guān)， 導(dǎo)致二、三煙道的沉積灰量大于設(shè)計(jì)值而堵灰。用二次風(fēng)量補(bǔ)充一次風(fēng)量燃燒的 氧量不足，同時(shí)調(diào)節(jié)第一煙道的爐膛溫度。穩(wěn)定垃圾質(zhì)量。垃圾的熱值變化對(duì)焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生極大的影響， 所以 從源頭抓好垃圾倉(cāng)的有序堆放，混料和投爐至關(guān)重要。在自動(dòng)裝置未投運(yùn)的情況 下，主要從直觀上定性的對(duì)垃圾的堆放、 混料和投料進(jìn)行要求和指導(dǎo)，形成固定 的循環(huán)運(yùn)行模式。當(dāng)?shù)鯔C(jī)全自動(dòng)投入運(yùn)行后，可以增加垃圾的混料量，和垃圾的 堆放質(zhì)量。此外在垃圾倉(cāng)管理上隨著氣候和季節(jié)的變化要摸索經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。4結(jié)語(yǔ)關(guān)于垃圾焚燒爐的積灰和結(jié)焦問(wèn)題， 其主要原因是由于